DE212012000061U1 - Einrichtung zur Drehmomentübertragung von einer vorderen auf eine hintere Achse eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Einrichtung zur Drehmomentübertragung von einer vorderen auf eine hintere Achse eines Kraftfahrzeugs, die über eine Kupplung (16) beim Durchschlüpfen der Räder der vorderen Achse eines Kraftwagens schaltbar ist, wobei die Einrichtung wenigstens drei Exzenter (4, 5, 6 bzw. 7, 8, 9) auf jeder Welle umfasst, die über eine Kupplung (Kolbenstangen, Seile) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Treibwelle und angetriebene Welle mit den darauf befestigten Exzentern (4, 5, 6 bzw. 7, 8, 9) verlängerte Enden (12, 15) der Lagerachsen der Differenzialkörbe (11, 14) für die vordere und hintere Achse bilden, die außerhalb der Differenzialgehäuse (10, 13) angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung ist im Automobilbau einsetzbar und kann bei der Herstellung der Quads, die einen ähnlichen Achsantrieb wie ein Kraftwagen haben, verwendet werden. Zurzeit sind Kraftwagen mit einem quer angebrachten Motor und mit einem permanenten Antrieb der vorderen Achse sowie mit einem Antrieb der hinteren Achse, die mittels einer Kupplung und nur bei dem Durchschlüpfen der vorderen Räder in der Regel automatisch angeschlossen wird, weit verbreitet. Eine solche Konstruktion ist bei der Fa. Toyota in den Wagen RAV 4, bei der Fa. Nissan in den Wagen Qashqai sowie bei der Fa. Honda in den Wagen CR-V verwendet.
• Das Drehmoment wird auf die hintere Achse mittels eines Kegelschraubgetriebes von einem Zahnrad auf das am vorderen Ende einer Transmissionswelle angebrachte Zahnrad übertragen. Das Zahnrad ist im Differenzialkorb der vorderen Achse angeordnet. Mittels des zweiten Hypoidgetriebes überträgt das am hinteren Ende der Transmissionswelle angebrachte Zahnrad das Drehen auf das Zahnrad, das im Differenzialkorb der hinteren Achse angeordnet ist. Das zweimalige Drehen des Drehmoments reduziert den Wirkungsgrad der Übersetzung um mehr als 15% zu dem Moment, wenn beide Achsen unter Belastung funktionieren. Wenn die hintere Achse abgeschaltet ist, drehen sich die beiden Hypoidgetriebe ohne Belastung. Der Wirkungsgrad kann sich dabei um 3% und mehr verringern. Die Konstruktionen mit den winkelartigen Hypoidgetrieben sind im Automobilbau breit verwendet. Die Herstellung solcher Reduktionsgetriebe ist eine Massenfertigung. Die Konstruktionen sind aber schwer und arbeitsintensiv.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, das Gewicht der Einrichtung zu verringern, die Arbeitsintensität zu mindern und den Wirkungsgrad der Transmission zu erhöhen.
• Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst.
• Dabei geht die Einrichtung zur Drehmomentübertragung von einer vorderen Achse auf eine hintere Achse davon aus, dass beim Durchschlüpfen der Räder der vorderen Achse eines Kraftwagens eine Kupplung einschaltbar ist, die wenigstens drei Exzenter auf jeder Achse = Welle und Kupplungselemente zwischen den Exzentern umfasst. Nach der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Treibwelle und die angetriebene Welle mit den darauf angeordneten Exzentern verlängerte Ende der Lagerachsen der Differenzialkörbe für die vordere und hintere Achse bilden und außerhalb der Differenzialgehäuse angeordnet sind.
• Die Einrichtung zur Drehmomentübertragung nach der Erfindung stellt gegenüber der Konstruktion aus dem russischen Patent RU 2426021 eine neue Transmissionsart, und zwar einen Seilzug, dar. Der Seilzug lässt mit nicht festen Elementen, den Seilen, die Übertragung des Drehmoments zu. Die Verwendung von Seilen aus Aramidfasern (Kevlar, Handelsname der Fa. DuPont; http://twistcom.ru/p-structu-ra.html; Armos und Rusar, die russischen Analogone, http://www.aramid.ru) anstelle einer Transmissionswelle aus Stahl sowie der Verzicht auf die hypoiden Kegelradgetriebe ermöglichen, das Gewicht um wenigstens 30 kg zu reduzieren. Die Aramidfasern halten eine Flächenbelastung bis 450 kg pro mm² aus, das spezifische Gewicht der Aramidfasern ist dabei 1,45 g/cm³. Dies ist 5,38 mal weniger als das spezifische Gewicht von Stahl.
• Um die Übertragung des Drehmoments von der vorderen Achse auf die hintere Achse bei eingeschalteter Kupplung mittels eines Seilzugs zu realisieren, ist die Konstruktion wie folgt zu ändern:
• 1. Die Konstruktion eines Endes der Lagerachse im Differenzialkorb der vorderen Achse ist zu verlängern und dieses Ende außerhalb des Differenzialgehäuses anzuordnen.
• 2. Die Konstruktion eines Endes der Kugellagerachse im Differenzialkorb der hinteren Achse ist zu verlängern und dieses Ende außerhalb des Differenzialgehäuses anzuordnen.
• 3. An einem außerhalb des Differenzialgehäuses angeordneten Ende ist eine Exzentereinheit zu befestigen. An dem zweiten außerhalb des Differenzialgehäuses angeordneten Ende dreht sich die Exzentereinheit frei. Dieses Ende ist dabei mit einer Kupplung verbunden. Mittels dieser Kupplung kann die Exzentereinheit bezüglich der Lagerachse des Differenzialkorbs beim Durchschlüpfen der Räder der vorderen Achse mit Hand oder automatisch befestigt werden.
• Als Folge dieser Änderungen wird das Drehmoment auf den Antrieb der hinteren Treibachse mittels der Einrichtung übertragen, die über die Kupplung beim Durchschlüpfen der Räder der vorderen Achse eines Kraftwagens eingeschaltet wird. Die Einrichtung umfasst wenigstens drei Exzenter auf jeder Welle und die Kolbenstangen = Seile. Die angetriebene Welle und die Treibwelle mit den daran angeordneten Exzentern stellen dabei die verlängerten Enden der Lagerachsen im Differenzialkorb der vorderen und hinteren Achse dar.
• Die Kupplung kann dabei sowohl auf dem verlängerten Ende der Treiblagerachse des Differenzialkorbs als auch auf dem angetriebenen Ende angebracht sein. Das Abschalten der hinteren Achse mittels der Kupplung, wenn die Räder der vorderen Achse nicht durchschlüpfen, ermöglicht einen negativen Effekt, wie Blindleistungsumlauf, zu vermeiden.
• Somit werden zwei hypoide Reduziergetriebe und eine Transmissionswelle aus der heute zu verwendenden Konstruktion ausgeschlossen. Da sich die Exzenter in den Lagern drehen, ist der Wirkungsgrad der Transmission maximal. Bei Bedarf einer Erhöhung der Gleichmäßigkeit des Drehmoments auf der Treibwelle werden vier bis zwölf Exzenter auf jeder Welle wie auch im Prototyp befestigt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:
• 1 die Einrichtung zwischen vorderer und hinterer Achse in senkrechtem Schnitt und
• 2 die Einrichtung nach 1 in waagerechtem Schnitt.
• Der Seilzug zur Übertragung des Drehmoments von dem vorderen Differenzialkorb in den hinteren Differenzialkorb ist in 1 und 2 dargestellt. Dabei bedeuten:
• Bezugszeichenliste

1

das Seil der äußeren Exzenter,

2

das Seil der mittleren Exzenter,

3

das Seil der hinteren Exzenter,

4

der vordere Antriebsexzenter,

5

der mittlere Antriebsexzenter,

6

der hintere Antriebsexzenter,

7

der vordere angetriebene Exzenter,

8

der mittlere angetriebene Exzenter,

9

der hintere angetriebene Exzenter,

10

das Gehäuse des vorderen Differenzialkorbs,

11

der vordere Differenzialkorb,

12

das verlängerte Ende der Lagerachse des vorderen Differenzialkorbs,

13

das Gehäuse des hinteren Differenzialkorbs,

14

der hintere Differenzialkorb,

15

das verlängerte Ende der Lagerachse des hinteren Differenzialkorbs,

16

die Schaltkupplung zur Übertragung des Drehmoments zur hinteren Achse.

• Da der Patentschutz für die Schaltkupplung zur Übertragung des Drehmoments nicht angemeldet ist, ist sie in den Figuren als ein Rechteck dargestellt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• RU 2426021 [0006]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• http://twistcom.ru/p-structu-ra.html [0006]
• http://www.aramid.ru [0006]

Claims (1)

1. Einrichtung zur Drehmomentübertragung von einer vorderen auf eine hintere Achse eines Kraftfahrzeugs, die über eine Kupplung (16) beim Durchschlüpfen der Räder der vorderen Achse eines Kraftwagens schaltbar ist, wobei die Einrichtung wenigstens drei Exzenter (4, 5, 6 bzw. 7, 8, 9) auf jeder Welle umfasst, die über eine Kupplung (Kolbenstangen, Seile) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Treibwelle und angetriebene Welle mit den darauf befestigten Exzentern (4, 5, 6 bzw. 7, 8, 9) verlängerte Enden (12, 15) der Lagerachsen der Differenzialkörbe (11, 14) für die vordere und hintere Achse bilden, die außerhalb der Differenzialgehäuse (10, 13) angeordnet sind.

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